Система IT — отключение при втором замыкании на землю (§411.6)

Руководство о системе IT и контроле изоляции (УКИ/IMD) описывает, как первое замыкание на землю в системе IT сигнализируется без отключения установки, и качественно упоминает, почему второе замыкание становится опасным. Эта статья идёт на шаг дальше: что конкретно требует §411.6 нормы в момент возникновения этого второго замыкания, и почему фактический контур замыкания — а значит, и требуемое время отключения — зависит от того, распределён ли и подключён ли к системе уравнивания нулевой проводник системы IT.

Принцип: первое замыкание может сохраняться, второе — нет

Как описано в руководстве об УКИ, система IT может нормально продолжать работать после первого замыкания на землю — нет пути с низким сопротивлением к земле, поэтому не возникает опасного напряжения прикосновения. Однако как только возникает второе замыкание на другом активном проводнике, пока первое ещё не устранено, через землю образуется контур замыкания между двумя местами повреждения, сопоставимый по опасности с прямым замыканием в системе TN. Поэтому §411.6 требует, чтобы такая ситуация всё же приводила к автоматическому отключению, аналогично TN или TT, но с расчётом контура замыкания, специфичным для системы IT.

Нулевой проводник не распределён: контур замыкания через два фазных проводника

Если в системе IT нулевой проводник не распределён (наиболее распространённый случай для трёхфазной установки IT без нагрузок фаза-ноль), контур замыкания при втором повреждении проходит между двумя фазными проводниками: фазой с первым замыканием и фазой со вторым замыканием, через взаимно соединённые защитные проводники обоих мест повреждения. Напряжение на этом контуре, следовательно, не фазное напряжение (U₀), как при повреждении в TN, а полное линейное напряжение (U, обычно 400 В) — более высокое напряжение, которое при той же импедансе контура даёт больший ток повреждения, чем аналогичное повреждение TN при том же напряжении.

Нулевой проводник распределён: условия ближе к TN

Если нулевой проводник системы IT распределён и подключён к защитному проводнику, второе замыкание может также возникнуть между фазным проводником и нулевым. В такой конфигурации действуют условия, более близкие к обычным условиям TN (контур замыкания при фазном напряжении U₀), в зависимости от точного расположения обоих мест повреждения относительно друг друга и относительно нулевого проводника.

Примечание: точные времена отключения для условия второго замыкания приведены в отдельной таблице полной нормы (наряду с знакомой таблицей TN/TT для первого замыкания) и различаются в зависимости от ситуации (распределён ли нулевой проводник, объединены ли защитные проводники общим заземлением). При конкретном проекте всегда обращайтесь к полному тексту нормы за точными табличными значениями.

Практическая значимость

При проектировании или оценке системы IT — например, в операционной (медицинская система IT) или на непрерывном промышленном процессе — недостаточно проверить обнаружение первого замыкания через УКИ (см. руководство об УКИ), нужно также убедиться, что обычная защита от сверхтока или защита дифференциального тока действительно отключит установку в требуемое время при возникновении второго замыкания. Это требует отдельного расчёта контура замыкания, зависящего от конкретной конфигурации нулевого проводника данной системы IT.

Частые ошибки

1. Проверка только работы УКИ без отдельной оценки условия второго замыкания по §411.6 — УКИ сигнализирует первое замыкание, но реальная безопасность при втором замыкании зависит от обычной защиты от сверхтока/дифференциального тока и связанной с ней импедансы контура замыкания.
2. Использование фазного напряжения (U₀) вместо линейного напряжения (U) при расчёте импедансы контура замыкания для системы IT без распределённого нулевого проводника — второе замыкание ведь проходит между двумя фазными проводниками, а не между фазой и нулём.
3. Предположение, что система IT по определению имеет более мягкое требование к отключению, чем TN/TT — условие второго замыкания может, наоборот, дать более высокое напряжение на контуре замыкания, что требует более низкой импедансы контура (а значит, более тщательного проектирования) для отключения в допустимое время.
4. Оставление первого замыкания без устранения долгое время, поскольку установка вроде бы продолжает работать — чем дольше первое замыкание остаётся неустранённым, тем дольше период, в течение которого второе замыкание может вызвать это отключение (и связанный с ним простой).

Связанные материалы

• Система IT и контроль изоляции (УКИ) — обнаружение первого замыкания
• Системы заземления — TN-S, TN-C-S, TT и IT
• Автоматическое отключение питания (АОП) — §411
• Устройства защитного отключения (§531)